พูโรมัยซิน
| พูโรมัยซิน | |
|---|---|
| |
| |
| ชื่อตาม IUPAC | 3′-Deoxy-N,N-dimethyl-3′-(O-methyl-L-tyrosinamido)adenosine |
(2S)-2-Amino-N-{(2S,3S,4R,5R)-5-[6-(dimethylamino)-9H-purin-9-yl]-4-hydroxy-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl}-3-(4-methoxyphenyl)propanamide | |
| เลขทะเบียน | |
| เลขทะเบียน CAS | [53-79-2][CAS] |
| PubChem | |
| DrugBank | DB08437 |
| KEGG | |
| MeSH | |
| ChEBI | |
| SMILES | |
| InChI | |
| ChemSpider ID | |
| คุณสมบัติ | |
| สูตรโมเลกุล | C22H29N7O5 |
| มวลโมเลกุล | 471.51 g mol−1 |
| หากมิได้ระบุเป็นอื่น ข้อมูลข้างต้นนี้คือข้อมูลสาร ณ ภาวะมาตรฐานที่ 25 °C, 100 kPa | |
| สถานีย่อย:เคมี | |
พูโรมัยซิน (อังกฤษ: Puromycin) เป็นยาปฏิชีวนะในกลุ่มอะมิโนไกลโคไซด์ สังเคราะห์ขึ้นได้จากแบคทีเรีย Streptomyces alboniger[1] พูโรมัยซินจะออกฤทธิ์ยับยั้งการสังเคราะห์โปรตีนของแบคทีเรีย โดยการทำให้การสังเคราะห์โปรตีนของแบคทีเรียสิ้นสุดเร็วกว่าปกติในระหว่างกระบวนการการแปรรหัสพันธุกรรม ส่งผลให้เซลล์แบคทีเรียนั้นขาดโปรตีนที่จำเป็นในการดำรงชีวิตและเพิ่มจำนวน จนทำให้แบคทีเรียนั้นตายไปในที่สุด[2] พูโรมัยซินละลายน้ำได้ค่อนข้างดี (50 mg/ml) ณ ที่ความเข้มข้นไม่เกิน 10 mg/ml จะเป็นสารละลายใสไม่มีสี โดยพูโรมัยซินในรูปแบบสารละลายนี้จะคงสภาพอยู่ได้เป็นระยะเวลา 1 ปี ณ อุณหภูมิ -20 °C.
กลไกการออกฤทธิ์[แก้]
พูโรมัยซินเป็นยาปฏิชีวนะกลุ่มย่อยอะมิโนนิวคลีโอไซด์ ที่สกัดได้จากแบคทีเรีย Streptomyces alboniger[1] ซึ่งยานี้จะออกฤทธิ์รบกวนการสังเคราะห์โปรตีนของแบคทีเรียก่อโรค โดยทำให้การสังเคราะห์โปรตีนนั้นๆสิ้นสุดกระบวนการเร็วกว่าปกติในช่วงที่มีการการแปรรหัสพันธุกรรมในไรโบโซมของเซลล์แบคทีเรีย โดยพูโรมัยซินมีส่วนของโครงสร้างที่คล้ายคลึงกับปลายสาย 3' ของอะมิโนอะซิทิเลทเตด ทีอาร์เอ็นเอ (aminoacylated tRNA) ซึ่งส่วนนี้จะเข้าจับตำแหน่ง A site บนไรโบโซมของแบคทีเรียแทนทีอาร์เอ็นเอ จนเกิดเป็นสายพูโรมิซิเลท (puromycylated nascent chain) ขึ้น และทำให้สายพอลีเพพไทด์ที่กำลังสังเคราะห์ในไรโบโซมนั้นสิ้นสุดและถูกปล่อยออกไปเร็วกว่าปกติ ซึ่งสายพอลีเพพไทด์ที่ได้นี้จะไม่สามารถทำงานได้ ส่งผลให้เซลล์แบคทีเรียนั้นไม่สามารถดำรงชีวิตและขยายพันธุ์ได้ จนตายไปในที่สุด[2] ทั้งนี้ กลไกการออกฤทธิ์โดยละเอียดของพูโรมัยซินนั้นยังไม่ทราบแน่ชัดเท่าใดนัก แต่การที่ตำแหน่ง 3' ของพูโรมัยซินมีหมู่แทนที่เอไมด์แทนที่จะเป็นเอสเทอร์เหมือนที่พบในทีอาร์เอ็นเอนั้น ทำให้ยานี้มีความคงทนต่อการเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลสิส และส่งผลยับยั้งการทำงานของไรโบโซมได้ดี อย่างไรก็ตาม พูโรมัยซินนั้นไม่ได้ออกฤทธิ์อย่างจำเพาะ โดยจะส่งผลต่อทั้งเซลล์โพรคาริโอตและยูคาริโอต[3] [4]
นอกจากนี้ พูโรมัยซินยังออกฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ dipeptidyl-peptidase II (serine peptidase) และเอนไซม์ cytosol alanyl aminopeptidase (metallopeptidase) แบบผันกลับได้[5][6] โดยกลไกการยับยั้งนี้ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด ยิ่งไปกว่า พูโรมัยซินยังถูกนำมาใช้เพื่อแยกเอนไซม์สองชนิดออกจากกัน คือ เอนไซม์ aminopeptidase M ที่ถูกกระตุ้นได้โดยพูโรมัยซิน และเอนไซม์ cytosol alanyl aminopeptidase ที่ถูกยับยั้งได้โดยพูโรมัยซิน
การใช้ประโยชน์[แก้]
การเพาะเลี้ยงเซลล์[แก้]
ในการศึกษาด้านชีววิทยาของเซลล์ได้มีการนำเอาพูโรมัยซินมาใช้ในระบบการเพาะเลี้ยงเซลล์ เนื่องด้วยคุณสมบัติที่เป็นพิษต่อทั้งเซลล์โพรคาริโอตและยูคาริโอต โดยเซลล์ตัวอย่างจะถูกทำให้ทนต่อพูโรมัยซินด้วยการตกแต่งพันธุกรรมด้วยยีนดื้อยาที่มีชื่อว่า pac gene ที่ทำหน้าที่ผลิตเอนไซม์ N-acetyl-transferase ที่ได้จากแบคทีเรียสกุลสเตรปโตมัยซิส จากนั้นเซลล์ตัวอย่างจะถูกนำไปเพาะเลี้ยงในอาหารจำเพาะที่มีพูโรมัยซินละลายอยู่ที่ความเข้มข้น 1-10 μg/ml (ถึงแม้ว่าความเป็นพิษต่อยูคาริโอตของพูโรมัยซินนั้นจะเกิดขึ้นได้ที่ความเข้มข้นน้อยกว่า 1 μg/ml ก็ตาม) พูโรมัยซินจะออกฤทธิ์ฆ่าเซลล์ที่ไม่ได้รับการตกแต่งพันธุกรรมด้วยยีนดื้อยาได้มากถึงร้อยละ 99 ภายในระยะเวลา 2 วัน
การคัดเลือก Escherichia coli[แก้]
พูโรมัยซินออกฤทธิ์ต้าน E. coli ได้น้อยมาก โดยจะทำการเพาะเลี้ยงหาสายพันธุ์ที่ทนต่อพูโรมัยซินในอาหารเลี้ยงเชื้อ LB agar ที่มีความเข้มข้นของพูโรมัยซิน 125 µg/ml แต่การใช้พูโรมัยซินในการคัดเลือกสายพันธุ์ E. coli นี้ต้องการการปรับ pH ของสารละลายที่แม่นยำ ณ ค่าที่ต่างกันออกไป ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสายพันธุ์ที่ต้องการคัดเลือก จานเพาะเชื้อที่ผสมพูโรมัยซินแล้วมีความคงตัวประมาณ 1 เดือนเมื่อเก็บไว้ที่อุณหภูมิ 4 °C.[7]
การคัดเลือกยีสต์[แก้]
การดื้อต่อพูโรมัยซินในยีสต์พบว่าเกิดจากการแสดงออกของยีน puromycin N-acetyl-transferase (pac)[8] ความเข้มข้นของพูโรมัยซินที่ใช้ในการคัดเลือกยีสต์อย่างบริเวอร์ยีสต์นั้นจะสูงกว่าที่ใช้ในการคัดเลือกเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ทั้งนี้ การกำจัดยีนที่ก่อให้เกิดการดื้อต่อยาหลายขนานผ่านกลไกการขับยาออกอย่าง ยีน Pdr5 จะทำให้เซลล์มีความไวต่อพูโรมัยซินเพิ่มขึ้นได้
อ้างอิง[แก้]
- ↑ 1.0 1.1 Fermentek. "Puromycin" (ภาษาอังกฤษ). คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2014-09-01. สืบค้นเมื่อ 14 January 2018.
- ↑ 2.0 2.1 Pestka, S. (1971). "Inhibitors of ribosome functions". Annu. Rev. Microbiol. 25: 487–562. doi:10.1146/annurev.mi.25.100171.002415. PMID 4949424.
- ↑ Eggers DK, Welch WJ, Hansen WJ (1997). "Complexes between nascent polypeptides and their molecular chaperones in the cytosol of mammalian cells". Mol Biol Cell. 8 (8): 1559–1573. doi:10.1091/mbc.8.8.1559. PMC 276176. PMID 9285825.
{{cite journal}}: CS1 maint: uses authors parameter (ลิงก์) - ↑ Starck SR, Green HM, Alberola-Ila J, Roberts RW (2004). "A general approach to detect protein expression in vivo using fluorescent puromycin conjugates". Chem. Biol. 11 (7): 999–1008. doi:10.1016/j.chembiol.2004.05.011. PMID 15271358.
{{cite journal}}: CS1 maint: uses authors parameter (ลิงก์) - ↑ Dando, Pam M.; Young, Nina E.; Barrett, Alan J. (1997). "Aminopeptidase PS: a Widely Distributed Cytosolic Peptidase". ใน Hopsu-Havu, Väinö K.; Järvinen, Mikko; Kirschke, Heidrun (บ.ก.). Proteolysis in Cell Functions. IOS Press. pp. 88–95. ISBN 978-90-5199-322-6.
{{cite book}}: ไม่รู้จักพารามิเตอร์|chapterurl=ถูกละเว้น แนะนำ (|chapter-url=) (help) - ↑ McDonald JK, Reilly TJ, Zeitman BB, Ellis S (1968). "Dipeptidyl arylamidase II of the pituitary. Properties of lysylalanyl-beta-naphthylamide hydrolysis: inhibition by cations, distribution in tissues, and subcellular localization". The Journal of Biological Chemistry. 243 (8): 2028–37. PMID 5646493.
{{cite journal}}: CS1 maint: uses authors parameter (ลิงก์)[ลิงก์เสีย] - ↑ http://www.puromycin.com/protocols.htm
- ↑ MacDonald C, Piper RC (2015). "Puromycin- and methotrexate-resistance cassettes and optimized Cre-recombinase expression plasmids for use in yeast". Yeast. 32 (5): 423–38. doi:10.1002/yea.3069. PMC 4454448. PMID 25688547.
{{cite journal}}: CS1 maint: uses authors parameter (ลิงก์)
แหล่งข้อมูลอื่น[แก้]
- MEROPS ฐานข้อมูลออนไลน์สำหรับเอนไซม์เปปทิเดสและสารที่ยับยั้งเอนไซม์เปปทิเดส: พูโรมัยซิน[ลิงก์เสีย]